CN108957065A - 一种电子负载电路 - Google Patents

Abstract

一种电子负载电路，包括用于采集电子负载输入电压的电压采样模块、主控单元、DAC、比例运算电路、叠加模块和环路平衡控制电路。主控单元用于根据用户设置的电阻值确定出码字配置给DAC的配置端；DAC用于根据其从电压采样模块获取的基准电压将配置端的码字转换为模拟信号输出；比例运算电路连接在DAC的基准端和叠加模块之间，用于对DAC的基准电压进行比例运算后作为偏置电压输出给叠加模块；叠加模块用于将DAC输出的信号与偏置电压进行叠加后输出给环路平衡控制电路。通过比例运算电路对DAC的基准电压进行比例运算后作为偏置电压输入给叠加模块，以与DAC输出的信号进行叠加，使得偏置电压能够跟随电子负载输入电压的变化，扩大了电子负载输入电压的范围。

Description

一种电子负载电路

技术领域

本发明涉及测试测量技术领域，具体涉及一种电子负载电路。

背景技术

电子负载是常用的一种测试测量设备，它利用各种电路的组合功能来模拟真实环境下的用电设备或负载，用来对充电器、电池等电源输出设备进行测试和评估。可编程直流电子负载的出现，将计算机控制技术与传统电子负载的功能相结合，能够提供各种不同性质以及不同参数的负载功能，具有简单的电阻负载所无法比拟的优越性，在生产和科研实践中得到了广泛的应用。

电子负载一般具有恒流、恒阻、恒压和恒功率四种工作模式，其基本的工作原理框图可参见图1。如图1所示，主控单元通过控制数模转换器(DAC)产生各种工作模式下的参考基准，其中，恒压工作模式的参考基准(即图1中DAC的第一通道输出的信号)输送给电压控制环路，电压控制环路将该参考基准与电压采样信号进行比较，产生的误差信号输送给驱动电路，以驱动晶体管导通，从而控制电子负载的输入电压，实现恒压工作模式的功能。类似的，恒流工作模式和恒阻工作模式也是由主控单元控制DAC产生相应的参考基准，通过电流控制环路来驱动晶体管的导通，进而通过闭环控制保证电子负载的电流等于所设定的电流值。

通常，在主控单元输出给DAC的码字区间内，DAC自身一般会有一个正的偏移输出，因此，对于恒流工作模式和恒阻工作模式而言，需要将DAC产生的参考基准与一个负的偏移量叠加后形成最后的恒流参考基准和恒阻参考基准，以对DAC自身输出的偏移进行抵消。目前，产生该负的偏移量的方法是通过一个适当阻值的电阻与一个负电源连接，采用这种方法产生负的偏移量时，若该负电源的负电压值太小，将导致设置的DAC码字即使在码字区间下限时电子负载也会有电流输出，从而无法有效地设置电子负载输出零电流或微小的电流；若该负电源的负电压值太大，将导致设置的DAC码字即使在码字区间上限时电子负载也无法输出电流。对于恒阻工作模式而言，由于此时DAC的基准电压是电子负载输入电压的采样值，DAC的输出电流基准与DAC的码字以及输入电压的采样值有关，当负电源的负电压值较大而电子负载的输入电压较低时，设置的DAC码字即使在区间上限，DAC的输出都不足以克服负电源的负电压值，从而在DAC码字的整个设置区间内都不能得到电流输出，这便极大地限制了恒阻工作模式下电子负载输入电压的工作范围。

发明内容

本申请提供一种电子负载电路，以拓宽电子负载在恒阻工作模式下的输入电压的工作范围。

一种实施例中提供一种电子负载电路，所述电子负载的工作模式至少包括恒阻工作模式，所述电子负载电路包括电压采样模块、主控单元、数模转换器、比例运算电路、叠加模块和环路平衡控制电路；

所述电压采样模块用于采集输入电压，并将所述输入电压转换为适配于数模转换器的电压；

所述主控单元的第一控制端与数模转换器的第一配置端连接，用于根据用户设置的电阻值确定对应的码字，并将所述码字配置给数模转换器；

所述数模转换器包括第一通道，所述第一配置端位于所述第一通道，所述第一通道的基准端用于从电压采样模块获取基准电压，所述数模转换器用于根据基准电压将第一配置端的码字转换为模拟信号并输出；

所述比例运算电路连接在数模转换器的第一通道的基准端和叠加模块的第一输入端之间，用于对数模转换器的第一通道的基准电压进行比例运算，并将运算结果作为偏置电压输出给叠加模块；

所述叠加模块的第二输入端与数模转换器的输出端连接，用于将其第一输入端的信号与其第二输入端的信号进行叠加并输出；

所述环路平衡控制电路包括电流控制输入端、电流反馈端和输出端，其电流控制输入端与叠加模块的输出端连接，其输出端连接至其电流反馈端形成环路，所述环路平衡控制电路用于将其电流反馈端的信号与电流控制输入端的信号进行比较，根据比较结果调节环路以使电流反馈端的信号与电流控制输入端的信号相同。

依据上述实施例的电子负载电路，由于在恒阻工作模式下，通过比例运算电路对数模转换器第一通道的基准电压进行比例运算后作为偏置电压输入给叠加模块，以与数模转换器输出的信号进行叠加，而数模转换器第一通道的基准电压即为电子负载输入电压的采样值，这便使得该偏置电压能够跟随电子负载输入电压的变化而变化，从而不会导致在整个码字设置范围内都没有电流输出或在码字设置范围的下限时也会有电流输出，进而有效扩大了电子负载输入电压的范围。

附图说明

图1为现有技术中电子负载的基本工作原理框图；

图2为现有技术中电子负载在恒流工作模式和恒阻工作模式下的具体电路结构示意图；

图3为本发明一种实施例的电子负载电路的结构示意图；

图4为本发明一种实施例的比例运算电路的结构示意图；

图5为本发明一种具体实施例的电子负载电路的结构示意图；

图6为本发明另一种具体实施例的电子负载电路的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

电子负载在恒流工作模式和恒阻工作模式下的具体电路结构可参见图2，如图2所示，数模转换器(DAC)的第一通道作为电子负载在恒阻工作模式下的基准电流产生通道，该第一通道以电子负载输入电压的采样值VFB(即图1中电压采样模块输出给DAC的电压VFB)为基准电压，其配置端输入的是代表电阻设置值或电导设置值的码字D1；数模转换器的第二通道作为电子负载在恒流工作模式下的基准电流产生通道，该第二通道以固定电压G作为基准电压，该固定电压比如可以是2.5V，其配置端输入的是代表电流设置值的码字D2。第一通道和第二通道通过模拟开关进行选通，输出的信号与偏置电压产生模块产生的偏置电压叠加，形成整个电流控制环路的基准输入到运放电路的同相端。晶体管电路实际输出的电流Iout输入到运放电路的反相端，通过与同相端的基准进行比较产生误差信号去控制晶体管电路的工作状态，从而使晶体管电路输出的电流Iout与设置的电流一致。

在图2所示的原理图中，偏置电压产生模块由电阻R11和R12串联后连接到一负电源-VCC构成，该偏置电压产生模块可以保证设置的码字D1或D2在设置值区间的下限(即设置为最小值)时，输入到运放电路同相端的基准值为负值，同时，由于作为负载的电子负载没有自身输出电流的能力，因而输出电流Iout只可能为正值，这样，在将Iout接入运放电路的反相端时，运放电路输出的电压始终是负电压，该负电压作为晶体管电路的驱动电压可以保证晶体管电路(比如MOS管电路)可靠截止，从而能够在码字D1或D2设置为最小值时保证晶体管电路的输出电流Iout为零。在保证码字D1或D2设置为最小值时输出的电流Iout为0的条件下，随着D1或D2的增加，输入到运放电路同相端的基准值会从负值转为正值并逐渐增加，运放电路输出的电压也将会从负电压向正电压变化；当运放电路输出的电压超过晶体管电路的开启电压后，晶体管电路导通，在晶体管外接电压的作用下，晶体管电路开始有正向的电流流动，电流采样电路采集晶体管电路的电流，并将得到的电流采样信号(即Iout)反馈回运放电路的反相端，从而形成一个反馈回路(可参见图1)。该回路的调节过程很快达到平衡状态，使得反馈回运放电路反相端的电流(即Iout，也即电子负载的工作电流)和输入到运放电路同相端的基准值相同，实现电子负载的恒阻工作模式或恒流工作模式；此工作状态一直维持到所能设置的码字的上限。

上述电路中，通常情况下，在码字D1或D2设置值区间的下限，DAC通道自身通常存在一个正的偏移输出，因此，可以利用上述偏置电压产生模块产生一负向偏置电压来对该正的偏移输出进行抵消。

通过上述对图2所示电路结构的原理分析可知，其正常工作时需要满足以下两个基本条件：

(1)偏置电压产生模块产生的负向偏置电压不能太小。若该负向偏置电压太小而不足以抵消DAC通道存在的正的偏移输出，那么，即使设置的码字D1或D2在设置值区间的下限，叠加到运放电路同相端的基准值也可能为正值，这便使得即使将码字D1或D2设置为最小值也会有电流输出，从而无法将电子负载可靠地设置为零电流或微小电流输出。

(2)偏置电压产生模块产生的负向偏置电压不能太大。若该负向偏置电压太大，则会出现其在抵消了DAC通道的正向偏移输出的同时也抵消了DAC对D1或D2进行转换后的输出，这样，即使设置的码字D1或D2在设置值区间的上限，叠加到运放电路同相端的基准值也可能为负值，从而导致在码字的整个设置值区间(即电子负载的整个设置范围)内都无法设置和输出电流。

基于这两个基本条件，在图2中，当电子负载工作在恒阻工作模式时，由于DAC的输出值大小除了跟输入的码字D1有关外，还直接与电子负载输入电压的采样值VFB有关，即DAC的输出值为D1*VFB，因此，当偏置电压产生模块产生的负向偏置电压较大，而电子负载的输入电压较小(此时的VFB对应较小)时，即使设置的码字达到了设置区间的上限，但由于VFB太小，DAC的输出都不足以克服负向偏置电压，从而在整个区间范围内不能得到电流输出，这就大大限制了恒阻工作模式下电子负载输入电压的工作范围。

鉴于上述电路的局限性，提出本发明的方案。在本发明实施例中，当电子负载工作在恒阻工作模式时，将输入电压的采样值VFB通过比例运算电路进行比例运算后得到偏置电压，再将该偏置电压与DAC的输出进行叠加，然后将叠加结果输入到环路平衡控制电路的电流控制输入端。

实施例一：

图3为本实施例提供的一种电子负载电路的结构示意图，该电子负载的工作模式至少包括恒阻工作模式。如图3所示，该电子负载电路包括电压采样模块11、主控单元12、数模转换器13、比例运算电路14、叠加模块15和环路平衡控制电路16。

其中，电压采样模块11用于采集输入电压，并将采集的输入电压转换为适配于数模转换器13的电压；主控单元12的第一控制端p1与数模转换器13的第一配置端b1连接，用于根据用户设置的电阻值确定对应的码字D1，并将D1配置给数模转换器13；数模转换器13包括第一基准端a1、第一配置端b1和输出端c1，第一基准端a1、第一配置端b1和输出端c1共同构成数模转换器13的第一通道，其中的第一基准端a1用于从电压采样模块11获取基准电压，该基准电压即为电子负载输入电压的采样值VFB，该数模转换器13用于根据第一基准端a1的基准电压将第一配置端b1的码字D1转换为模拟信号，并将该模拟信号通过输出端c1输出。比例运算电路14连接在数模转换器13的第一基准端a1和叠加模块15的第一输入端d1之间，用于对数模转换器13的第一基准端a1的基准电压进行比例运算，并将运算结果作为偏置电压输出给叠加模块15的第一输入端d1；也就是，比例运算电路14对第一基准端a1获取到的电子负载输入电压的采样值VFB进行合适的比例放大或衰减，将得到的信号作为偏置电压。叠加模块15的第二输入端d2与数模转换器13的输出端c1连接，用于将其第一输入端d1的信号与其第二输入端d2的信号进行叠加并通过其输出端d3输出叠加结果。环路平衡控制电路16包括电流控制输入端e1、电流反馈端e2和输出端e3，其电流控制输入端e1与叠加模块15的输出端d3连接，其输出端e3连接至其电流反馈端e2形成环路，所述环路平衡控制电路用于将其电流反馈端e2的信号与电流控制输入端e1的信号进行比较，根据比较结果调节环路以使电流反馈端e2的信号与电流控制输入端e1的信号相同，从而在恒阻工作模式下使电子负载的等效电阻平衡而稳定到用户设定的电阻值。

在电子负载的恒阻工作模式下，由于上述电子负载电路中施加的偏置电压是由比例运算电路14对输入电压的采样值VFB进行比例运算后得到的，使得偏置电压会跟随VFB的变化而变化，这样，当电子负载的输入电压较小时，叠加模块15进行叠加时的负向偏置电压也较小，从而不会导致在D1的整个码字设置区间内都没有电流输出；同样的，当电子负载的输入电压较大时，叠加模块15进行叠加时的负向偏置电压也较大，从而不会导致D1在其设置区间下限时就有电流输出。

在一具体实施例中，比例运算电路14的结构可参见图4，如图4所示，该比例运算电路14包括放大器U、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；其中的放大器U包括同相端V+、反相端V-和输出端VOUT，其同相端V+通过R1与数模转换器13的第一基准端a1连接，此时输入到比例运算电路14中的信号即为电子负载输入电压的采样值VFB，其反相端V-通过R2接地，且反相端V-通过R3与输出端VOUT连接，该输出端VOUT与叠加模块15的第一输入端d1连接。根据该比例运算电路的结构原理可得到其输出端VOUT输出的电压与输入的信号VFB之间的放大倍数A为：

这样，在电路设计中，设计人员可根据电子负载的输入电压范围确定所需要的放大倍数，然后通过调整R2与R3的比值便可得到所需要的放大倍数。

本实施例提供的电子负载电路至少包括恒阻工作模式，在恒阻工作模式下，通过在数模转换器的第一基准端和叠加模块的第一输入端之间连接一比例运算电路，将输入电压的采样值VFB进行比例放大或衰减后的电压值作为偏置电压，然后将该偏置电压与数模转换器的输出信号进行叠加，使得偏置电压能够跟随VFB的变化而变化，进而使得电子负载在其输入电压较小时不会导致在码字的整个设置区间内都没有电流输出，在其输入电压较大时也不会导致码字在设置区间下限时就有电流输出，从而能够有效地扩大电子负载输入电压的使用范围。

实施例二：

基于实施例一，本实施例提供一种具体的电子负载电路，其结构示意图可参见图5，该电子负载电路的工作模式包括恒阻工作模式和恒流工作模式。为了实现恒阻工作模式和恒流工作模式的切换，与实施例一不同的是，该电子负载电路还包括偏置开关K1和偏置电路17。其中，偏置电路17与叠加模块15的第一输入端d1连接，用于提供偏置电压；偏置开关K1连接在比例运算电路14的输出端和叠加模块15的第一输入端d1之间，其控制端与主控单元12连接，主控单元12在恒阻工作模式下控制偏置开关K1导通，在其它工作模式下控制偏置开关K1断开，以使叠加模块15在恒阻工作模式下从比例运算电路14获取偏置电压，在恒流工作模式下从偏置电路17获取偏置电压。

具体的，偏置电路17包括第四电阻R4和负电源-VCC，叠加模块15的第一输入端d1通过R4连接至负电源-VCC。为了达到更好的电路效果，在实际的电路设计中，偏置电路17还包括第五电阻R5，叠加模块15的第一输入端d1依次通过R5和R4连接至负电源-VCC，此时，偏置开关K1连接在比例运算电路14的输出端和R5与R4的连接端之间。

在实际的电路设计中，数模转换器13还包括第二通道，该第二通道包括第二基准端a2、第二配置端b2和输出端c2，第二配置端b2与主控单元12的第二控制端p2连接，主控单元12用于在恒流工作模式下根据用户设置的电流值确定对应的码字D2，并将D2配置给第二配置端b2；当电子负载电路工作在恒流工作模式时，数模转换器13的第二通道工作，其用于从基准电压模块获取基准电压G，并根据基准电压G将第二配置端b2的码字D2转换为模拟信号并输出。为了实现恒阻工作模式和恒流工作模式之间的切换，电子负载电路还包括通道选择开关K2，其包括第一端s1、第二端s2、第三端s3和控制端s4，第一端s1和第二端s2分别与数模转换器13第一通道的输出端c1和第二通道的输出端c2连接，第三端s3与叠加模块15的第二输入端d2连接，控制端s4与主控单元12连接。具体的，在恒阻工作模式下，主控单元12控制通道选择开关K2将数模转换器13的第一通道与叠加模块15的第二输入端d2接通；在恒流工作模式下，主控单元12控制通道选择开关K2将数模转换器13的第二通道与叠加模块15的第二输入端d2接通。为了达到更好的电路效果，在实际的电路设计中，通道选择开关K2的第三端s3可通过第六电阻R6与叠加模块15的第二输入端d2连接。

在实际的电路设计中，环路平衡控制电路16包括电流比较控制电路161、晶体管电路162和电流采样电路163；其中，晶体管电路162连接在电子负载的输入端IN和地之间；电流采样电路163用于采集晶体管电路162的工作电流并将该工作电流反馈给电流比较控制电路161；电流比较控制电路161包括输入端、反馈端和控制端，其输入端作为环路平衡控制电路16的电流控制输入端e1与叠加模块15的输出端d3连接，其反馈端作为环路平衡控制电路16的电流反馈端e2与电流采样电路163的输出端连接，其控制端连接晶体管电路162的控制端f，用于根据电流控制输入端e1输入的信号控制晶体管电路162导通；该电流比较控制电路161用于将电流反馈端e2的电流与电流控制输入端e1的电流进行比较，根据比较结果控制晶体管电路162改变工作电流以使电流反馈端e2的电流与电流控制输入端e1的电流相同。

基于本实施例提供的电子负载电路，当电子负载电路工作在恒阻工作模式时，主控单元12控制偏置开关K1导通，且控制通道选择开关K2将数模转换器13的第一通道与叠加模块15的第二输入端d2接通，此时，比例运算电路14将电子负载输入电压的采样值VFB进行一合适的比例放大或衰减后作为偏置电压提供给叠加模块15，叠加模块15将该偏置电压与数模转换器13的第一通道输出的信号叠加后输入到环路平衡控制电路16的输入端e1，根据叠加原理可得到输入端e1输入的参考电压Vin为：

其中，Icmd1为数模转换器13的第一通道输出的电流信号；VOUT为比例运算电路14输出的电压，其与输入电压的采样值VFB成比例，当比例运算电路14为图4所示的电路结构时，VOUT即为将VFB放大A倍后得到。

在①式中，电子负载在恒阻工作模式下的Vin与固定的负电源-VCC无关，其偏置电压由VOUT提供，由于VOUT跟随VFB的变化而成比例变化，VFB是对电子负载输入电压进行采样得到的，因此VOUT会跟随电子负载输入电压的变化而成比例变化；这样，当电子负载输入电压较低时，VOUT也较小，不足以将DAC对D1进行转换后的输出也抵消掉，从而不会导致在D1的整个码字设置区间内都没有电流输出；当电子负载的输入电压较大时，VOUT也较大，能够完全抵消掉DAC通道存在的正的偏移输出，从而不会导致D1在其设置区间下限时就有电流输出。

当电子负载电路工作在恒流工作模式时，主控单元12控制偏置开关K1断开，且控制通道选择开关K2将数模转换器13的第二通道与叠加模块15的第二输入端d2接通，此时，输入到第二输入端d2的偏置电压由负电源-VCC提供，叠加模块15将该偏置电压与数模转换器13的第二通道输出的信号叠加后输入到环路平衡控制电路16的输入端e1，根据叠加原理可得到输入端e1输入的参考电压Vin为：

其中，Icmd2为数模转换器13的第二通道输出的电流信号；Vcc为负电源-VCC提供的负电压的值。

由②式可以看出，在恒流工作模式下，由负电源-VCC提供的偏置电压是固定的，由于数模转换器13的第二基准端a2的基准电压G是一固定电压，比如为2.5V，因此数模转换器13第二通道的输出电压范围在一个最小值Vmin与G之间，这样，只要适当地调整R4和R5的阻值，总能保证电子负载正常工作时需要满足的上述(1)和(2)两个基本条件；其中的Vmin为数模转换器的偏移参数，可通过查阅数模转换器的芯片手册得到。

本实施例提供的电子负载电路包括恒阻工作模式和恒流工作模式。在恒阻工作模式下，主控单元控制偏置开关K1导通，以使比例运算电路将电子负载输入电压的采样值VFB进行一合适的比例运算后作为偏置电压提供给叠加模块，同时，主控单元控制通道选择开关K2将数模转换器的第一通道与叠加模块接通，叠加模块将该偏置电压与数模转换器第一通道的输出信号进行叠加后输入到环路平衡控制电路的输入端；由于该偏置电压跟随VFB的变化而成比例变化，其能够较好的适配电子负载输入电压的变化，因而在恒阻工作模式下有效地扩大了电子负载输入电压的使用范围。在恒流工作模式下，主控单元控制偏置开关K1断开，以使施加到叠加模块的偏置电压由负电源提供，同时，主控单元控制通道选择开关K2将数模转换器的第二通道与叠加模块接通，叠加模块将负电源提供的偏置电压与数模转换器第二通道的输出信号进行叠加后输入到环路平衡控制电路的输入端；数模转换器第二通道的基准电压G为一固定电压，其输出电压范围在一最小值和G之间，这样，在电路设计中只要适当地调整连接在叠加模块和负电源之间的电阻的阻值便可使电子负载电路在恒流工作模式下满足正常工作时的基本条件。

实施例三：

基于实施例二，本实施例提供另一种具体的电子负载电路，其结构示意图可参见图6，该电子负载电路的工作模式包括恒阻工作模式、恒流工作模式和恒压工作模式。为了实现恒压工作模式以及其与恒阻工作模式和恒流工作模式的切换，与实施例二不同的是，该电子负载电路中的数模转换器13还包括第三通道，环路平衡控制电路16还包括电压比较控制电路164和控制选择开关K3。

其中，数模转换器13第三通道的第三配置端b3与主控单元12的第三控制端p3连接，在恒压工作模式下，主控单元12用于根据用户设置的电压值确定对应的码字D3，并将D3配置给第三配置端b3；在恒压工作模式下，数模转换器13的第三通道工作，其用于从基准电压模块获取基准电压G(即通过其第三基准端a3从基准电压模块获取G)，并根据基准电压G将第三配置端b3的码字D3转换为模拟信号并通过输出端c3输出。电压比较控制电路164包括输入端、反馈端和输出端，其输入端作为环路平衡控制电路16的电压控制输入端e4与数模转换器13第三通道的输出端c3连接，其反馈端作为环路平衡控制电路16的电压反馈端e5与电压采样模块11的输出端连接；在恒压工作模式下，电压比较控制电路164用于根据电压控制输入端e4输入的信号控制晶体管电路162导通，将电压反馈端e5的电压与电压控制输入端e4的电压进行比较，根据比较结果控制晶体管电路162改变工作电流以使电压反馈端e5的电压与电压控制输入端e4的电压相同。控制选择开关K3包括第一端m1、第二端m2、第三端m3和控制端m4，其第一端m1和第二端m2分别与电流比较控制电路161的控制端和电压比较控制电路164的控制端连接，其第三端m3与晶体管电路162的控制端f连接，其控制端m4与主控单元12连接。

具体的，当电子负载电路工作在恒阻工作模式时，主控单元12控制偏置开关K1导通，控制通道选择开关K2将数模转换器13的第一通道与叠加模块15的第二输入端d2接通，且控制控制选择开关K3将电流比较控制电路161的控制端与晶体管电路162的控制端接通，此时，比例运算电路14将电子负载输入电压的采样值VFB进行一合适的比例放大或衰减后作为偏置电压提供给叠加模块15，偏置电压跟随VFB的变化而变化；当电子负载电路工作在恒流工作模式时，主控单元12控制偏置开关K1断开，控制通道选择开关K2将数模转换器13的第二通道与叠加模块15的第二输入端d2接通，且控制控制选择开关K3将电流比较控制电路161的控制端与晶体管电路162的控制端f接通，此时，输入到叠加模块15的偏置电压由负电源-VCC提供；在恒压工作模式下，主控单元12控制控制选择开关K3将电压比较控制电路164的控制端与晶体管电路162的控制端f接通。从而实现恒阻工作模式、恒流工作模式和恒压工作模式的功能以及各工作模式的切换。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种电子负载电路，所述电子负载电路的工作模式至少包括恒阻工作模式，其特征在于，所述电子负载电路包括电压采样模块、主控单元、数模转换器、比例运算电路、叠加模块和环路平衡控制电路；

所述电压采样模块用于采集输入电压，并将所述输入电压转换为适配于数模转换器的电压；

所述主控单元的第一控制端与数模转换器的第一配置端连接，用于根据用户设置的电阻值确定对应的码字，并将该码字配置给数模转换器；

所述数模转换器包括第一通道，所述第一配置端位于所述第一通道，所述第一通道的基准端用于从电压采样模块获取基准电压，所述数模转换器用于根据基准电压将第一配置端的码字转换为模拟信号并输出；

所述比例运算电路连接在数模转换器的第一通道的基准端和叠加模块的第一输入端之间，用于对数模转换器的第一通道的基准电压进行比例运算，并将运算结果作为偏置电压输出给叠加模块；

所述叠加模块的第二输入端与数模转换器的输出端连接，用于将其第一输入端的信号与其第二输入端的信号进行叠加并输出；

所述环路平衡控制电路包括电流控制输入端、电流反馈端和输出端，其电流控制输入端与叠加模块的输出端连接，其输出端连接至其电流反馈端形成环路，所述环路平衡控制电路用于将其电流反馈端的信号与电流控制输入端的信号进行比较，根据比较结果调节环路以使电流反馈端的信号与电流控制输入端的信号相同。

2.如权利要求1所述的电子负载电路，其特征在于，所述比例运算电路包括放大器、第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述放大器包括同相端、反相端和输出端，其同相端通过第一电阻与数模转换器第一通道的基准端连接，其反相端通过第二电阻接地，且反相端通过第三电阻与所述输出端连接，所述输出端与叠加模块的第一输入端连接。

3.如权利要求1或2所述的电子负载电路，其特征在于，所述电子负载电路的工作模式还包括恒流工作模式，所述电子负载电路还包括偏置开关和偏置电路；

所述偏置电路与叠加模块的第一输入端连接，用于提供偏置电压；

所述偏置开关连接在比例运算电路的输出端和叠加模块的第一输入端之间，其控制端与主控单元连接，所述主控单元在恒阻工作模式下控制偏置开关导通，在恒流工作模式下控制偏置开关断开，以使叠加模块在恒阻工作模式下从比例运算电路获取偏置电压，在恒流工作模式下从偏置电路获取偏置电压。

4.如权利要求3所述的电子负载电路，其特征在于，所述偏置电路包括第四电阻和负电源，所述叠加模块的第一输入端通过所述第四电阻连接至所述负电源。

5.如权利要求3所述的电子负载电路，其特征在于，所述数模转换器还包括第二通道，所述电子负载电路还包括通道选择开关；

所述第二通道包括第二配置端，所述第二配置端与主控单元的第二控制端连接，所述主控单元用于在恒流工作模式下根据用户设置的电流值确定对应的码字，并将该码字配置给所述第二配置端，所述第二通道用于从基准电压模块获取基准电压，并根据基准电压将第二配置端的码字转换为模拟信号并输出；

所述通道选择开关包括第一端、第二端、第三端和控制端，其第一端和第二端分别与数模转换器第一通道的输出端和第二通道的输出端连接，其第三端与叠加模块的第二输入端连接，其控制端与主控单元连接，所述主控单元在恒阻工作模式下控制通道选择开关将数模转换器的第一通道与叠加模块的第二输入端接通，在恒流工作模式下控制通道选择开关将数模转换器的第二通道与叠加模块的第二输入端接通。

6.如权利要求1所述的电子负载电路，其特征在于，所述环路平衡控制电路包括电流比较控制电路、晶体管电路和电流采样电路；

所述晶体管电路连接在电子负载的输入端和地之间；

所述电流采样电路用于采集晶体管电路的工作电流并将采集的所述工作电流反馈给电流比较控制电路；

所述电流比较控制电路包括输入端、反馈端和控制端，其输入端作为环路平衡控制电路的电流控制输入端与叠加模块的输出端连接，其反馈端作为环路平衡控制电路的电流反馈端与电流采样电路的输出端连接，其控制端连接晶体管电路的控制端，用于根据电流控制输入端输入的信号控制晶体管电路导通；所述电流比较控制电路用于将电流反馈端的电流与电流控制输入端的电流进行比较，根据比较结果控制晶体管电路改变工作电流以使电流反馈端的电流与电流控制输入端的电流相同。

7.如权利要求6所述的电子负载电路，其特征在于，所述电子负载电路的工作模式还包括恒压工作模式，所述数模转换器还包括第三通道，所述环路平衡控制电路还包括电压比较控制电路和控制选择开关；

所述第三通道包括第三配置端，所述第三配置端与主控单元的第三控制端连接，所述主控单元还用于在恒压工作模式下根据用户设置的电压值确定对应的码字，并将该码字配置给所述第三配置端，所述第三通道用于从基准电压模块获取基准电压，并根据基准电压将第三配置端的码字转换为模拟信号并输出；

所述控制选择开关包括第一端、第二端、第三端和控制端，其第一端和第二端分别与电流比较控制电路的控制端和电压比较控制电路的控制端连接，其第三端与晶体管电路的控制端连接，其控制端与主控单元连接，所述主控单元在恒阻工作模式和恒流工作模式下控制控制选择开关将电流比较控制电路的控制端与晶体管电路的控制端接通，在恒压工作模式下控制控制选择开关将电压比较控制电路的控制端与晶体管电路的控制端接通；

所述电压比较控制电路的输入端作为环路平衡控制电路的电压控制输入端与数模转换器第三通道的输出端连接，所述电压比较控制电路的反馈端作为环路平衡控制电路的电压反馈端与电压采样模块的输出端连接，所述电压比较控制电路用于根据电压控制输入端输入的信号控制晶体管电路导通，将电压反馈端的电压与电压控制输入端的电压进行比较，根据比较结果控制晶体管电路改变工作电流以使电压反馈端的电压与电压控制输入端的电压相同。